动力锂电池再利用的基础研究是电池再利用产业发展的关键,需要部门整合资源推进再回收示范工程实践。由于我国新能源汽车产业链条中各自为战的态势,车企、电池企业或者运营商主动牵头从事电池再利用的研究具有较大的难度,通过组织示范工程推进我国动力电池再利用的标准建立和应用实践尤为重要。此外,我国从奥运会、世博会以及各地早运营的示范项目的新能源汽车电池逐渐进入淘汰期,如何结合这些淘汰电池进行再利用应用实践也更为迫切。
动力锂电池再利用获益空间的不确定。虽然从动力锂电池企业提供的电池数据显示,新能源汽车淘汰的电池还将保留70-80%的有效能量,而且在成本上具备较强的优势,但是电池在利用领域主要集中储能领域还面临诸多挑战。我国的储能电池还是集中在通讯基站储能和大型数据中心、银行等UPS储能,而且主流储能方式还是铅酸电池,这些领域动力锂电池再利用的替代还存在不确定性。此外针对新能源储能,还受限于国家在新能源分布式发电领域的支持力度。
动力电池作为电动汽车一个非常重要的部分之一,如果缺少了动力电池就跟燃油车缺少了汽油一般。而从广义上来说,动力电池可以分为化学电池、物理电池以及生物电池。当中的化学电池和物理电池已经是被大量的运用在我们日常所见到的电动汽车当中,则生物电池就正在往氢能源和燃料电池的方向逐步发展。
对于汽车动力电池,我们主要关注化学电池中的燃料电池和二次电池,也就是有两条技术路线。一条是以锂电池为主要研究方向的二次电池,目前发展迅速可谓“炙手可热”;另一条是一直被寄予厚望的以氢燃料为主要研究方向的燃料电池,但由于氢的来源问题还未实现大规模量产和工业化应用。
电池模组可以理解为锂离子电芯经串并联方式组合,加装单体电池监控与管理装置后形成的电芯与pack的中间产品。其结构对电芯起到支撑、固定和保护作用。其基本组成包括:模组控制(常说的BMS从板),电池单体,导电连接件,塑料框架,冷板,冷却管道,两端的压板以及一套将这些构件组合到一起的紧固件。其中两端的压板除了起到聚拢单体电芯,提供一定压力的作用以外,往往还将模组在电池包中的固定结构设计在上面。
刀片电池是一种全新的设计理念,在采用长电芯的同时,省去了中间模组环节,直接把电芯装到电池系统里面。这样重量和成本都有效下降,这一点和宁德时代的CTP有相似的地方。同时比亚迪电池结构设计借鉴了蜂窝铝板的原理,通过结构胶把电芯固定在两层铝板之间,让电芯本身充当结构件,来增加整个系统的强度。
废旧动力电池拆解回收是指将回收到的废旧动力电池后过拆解提炼稀有金属的方式进行再次利用,是将废旧的动力电池进行资源化处理。目前市场上退役动力电池回收方式主要以拆解为主,一方面是因退役动力电池的梯次利用需要相关的技术积累和相关的实验验证,目前还很不成熟,仍在探索之中;另一方面是退役动力电池的数量还较少,梯次利用形成规模有一定难度。
除了少量的两轮电动车,目前市面上多数车型都用铅蓄电池,这种运用了一的电池配方可谓电池界的常青树,里头的铅可以被回收再制造,目前我国铅厂生产的新铅当中有55%来自回收铅,这条产业链已经非常成熟,进入良性循环阶段。
锂电后段生产工艺主要为分容、化成、检测和包装入库四道工序,占生产线价值量约35%。化成和分容作为后段工艺中主要环节,对成型的电池进行激活检测,由于电池的充放电测试周期长,因此设备的价值量高。化成工艺的主要作用在于将注液封装后的电芯充电进行活化,分容工艺则是在电池活化后测试电池容量及其他电性能参数并进行分级。化成和分容分别由化成机和分容机通常由自动化分容化成系统完成。